数控机床加工中的刀具补偿

・机械制造与研究・魏兴・数控机床加工中的刀具补偿

数控机床加工中的刀具补偿

魏

兴

（安徽六安职业技术学院，安徽六安2）37000

摘要：不同类型的数控机床与刀具，需要考虑不同的补偿形式。只有全面掌握刀具补偿的原

理与方法，才能使编程员进行程序编制时，通过调用不同刀具号来满足刀补要求。关键词：数控机床；刀具补偿；原理；方法中图分类号：TG506

文献标识码：B

文章编号：（）1671-5276200503-0039-02

CoLensationofCuttinoolinProcessinforNuLerical-controlMachinepgTg

WEIXing

（A’，’，）nhuiLuanVocationalandTechnicalColleeAHLuan237000Chinag

：AbstractTheformsofcuttintoolcomensationaredifferentfromonetoanotherteinnumerical-controlgpypmachineandcuttintool.Itisnecessarforcomuterrorammerstomastertherincileandmethodofcut-gyppgpp

，tintoolcomensationcomletelhentherorammincuttintoolcomensation.Iftheosothecangppywypgggpydychanedifferenttesofcuttintooleasiltomeetthedemandsofcuttintoolcomensation.gypgygp

：；；；rincileKeordsnumerical-controlmachinecuttintoolcomensationmethodppgpyw

0前言

数控机床加工中的刀具补偿一般分为刀具长度补偿和刀具半径补偿，并且不同类型的机床与刀具，需要考虑形式不一样的补偿。对于铣刀而言，主要是刀具半径补偿；对于钻头而言，只有刀具长度补偿；但对于车刀而言，却需要两坐标长度补偿和刀具半径补偿。编程人员可根据不同加工类型修改相应的偏置参数，调用不同刀具号方能更好地满足不同的刀补要求。

这两个中心点之间的距离矢量，而只能测得理论刀尖P与刀架参考点F之间的距离。

为了简单起见，不仿设刀头半径RSE0，这时可采用刀具长度测量装置测出理论刀尖点P相对于刀架参考点的坐标XP和ZP，并存入刀具参数FF表中。

XPFEXP-X

ZPFEZP-Z

式中：（XP，———理论刀尖；ZP）

——刀架参考点F的坐标。（X，Z）—

至此很容易写出刀具长度补偿的计算公式：

1刀具长度补偿

图1为某数控车床刀具结构图，P为理论刀尖，RS为刀头半径，F为刀架S为刀尖圆弧圆心，

参考点。

XEXP-XPF

ZEZP-ZPF

式中，理论刀尖P的坐标（XP，ZP）实际上即为加工零件直接测得轨迹点坐标，可从数控加工程序中获得。此时，零件轮廓经过补偿以后，即能通过控制刀架参考点F来实现。

由于RS很进一步对图1中RSE0情况分析，小，生产中可以不予考虑，尤其在调试程序及对刀过程中已包括进去，因此，这种情况可忽略不考虑。

对于钻床的刀具长度补偿方法比较简单，只要

图1刀具结构参数

在X轴方向进行长度偏置即可，根据图2有：

刀具长度补偿是用来实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架参考点之间的转换，但实际上不能直接测得

（：MachineBuildinutomation，Jun2005，343）39~41g=A

XEXP-XPF

ZEZP

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・

・机械制造与研究・魏兴・数控机床加工中的刀具补偿

础上，刀具中心向左（G）或向右（G）偏移一个4142偏置量（图4中的粗实线）。在该过程中不能进行零件加工。

）刀补进行b

刀具中心轨迹（图4中的虚线）与编程轨迹（图

图2钻头补偿示意图

始终偏离一个刀具偏置量的距离。4中的实线））刀补撤消c

刀具撤离工件，使刀具刀具中心轨迹终点与编程轨迹的终点（如起刀点）重合（图4中的粗虚线）。它是刀补建立逆过程。同样，在该过程中不能进行零件加工。

式中：（XP，———数控加工程序编制的钻头坐ZP）

标值；

———钻头长度，即图2中L；XPF1

———补偿后钻头坐标值（参考点F）。（X，Z）

2.3刀具半径补偿法

下面以一个实例来说明刀具半径补偿方法。如图5所示，数控系统完成从O点到E点的编程轨迹的加工方法如下：

2刀具半径补偿

2.1刀具半径补偿原理

在连续轮廓加工中，因为刀具总有一定的半径，例如铣刀的半径或线切割机的钼丝半径等。所以，刀具中心运动轨迹并不等于加工零件的轮廓，如图在进行内轮廓加工时，要使刀具中心偏移零3所示，

件的内轮廓表面一个刀具半径值。在进行外轮廓加工时要使刀具中心偏移零件的外轮廓表面一个刀具半径值。这种偏移称之为刀具半径补偿。

图5刀具半径补偿实例

）读入O判断是刀补建立，继续读下一段；aA，）读入O，因为矢量夹角∠O，且又bBAB

图3刀具半径补偿示意图

2.2刀具半径补偿的工作过程

刀具半径补偿执行的过程一般分为三步，如图4所示。

计算出d、并输出直线段c、；e的坐标值，dde）读入C因为矢量夹角∠B，可dD，CD>180≠决定出该段间转接的过渡形式是缩短型。则计算出f的坐标值，由于是内侧加工，须进行过切判别，若过切则报警，并停止输出，否则输出直线段e；f）读入D因为矢量夹角9eE、0≠

，尽管是刀补撤消段，不难看出，该段间转接的180≠

过渡形式是伸长型。则计算出g、然后h的坐标值，输出直线段f、、hhE；gg

）刀具半径补偿处理结束。f

图4刀补工作过程

3结论

对于刀具长度补偿方法可利用补偿计算公式算出刀架参考点的F坐标；而刀具半径补偿方法

）刀补建立a

刀具从起刀点接触工件，并在原来编程轨迹基

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：／／：[email protected]《机械制造与自动化》pjj

・机械制造与研究・洪玫・鞋楦曲面测量数据光顺

鞋楦曲面测量数据光顺

洪

玫

（福州大学机械工程学院，福建福州3）50002

摘要：讨论了鞋楦测量数据特征，根据测量数据特点将其转化为平面离散数据进行光顺处

理，再将光顺处理后的平面离散数据还原成空间离散数据；提出了基于最小二乘法二次多项式分段拟合的鞋楦数据光顺算法。关键词：鞋楦；最小二乘法；拟合；光顺中图分类号：TS943.53

文献标识码：B

文章编号：（）1671-5276200503-0041-03

MeasurinataSLoothinfShoeLastgDgo

HONGMei

（C，，，）olleeofMechanicalEnineerinFuzhouUniversitFJFuzhou350002Chinagggy：AbstractThisaerdiscussesthecharacteristicsofmeasureddataofshoelast.Deendinnthecharacteris-pppgo

，ticsofmeasureddatatherechanedintoplanescattereddatabeforecarrinutdatasmoothin.Afteryagygog

，lanescatteredsmootheddataaretobechanedbackintosacescattereddataandpresentsamethodofthatpgpshoelastdatasmoothedbainsofleastsuareandsuarepatchfittin.ymqqg

：；；；Keordsshoelastleastsuarefittinsmoothinqggyw

0前言

为了实现鞋楦数字化加工，首先必须通过测量机对母楦曲面进行数据检测，实现母楦曲面的数字化。在鞋楦逆向工程中无论是采用接触式或者非接触式的测量方法，在测量过程中，都会产生测量误差，因此在原始的母楦曲面检测数据中必定包含有不合理的噪声点。如果采用包含测量误差点的测量数据进行鞋楦曲面建模或加工，往往会使鞋楦实体外形出现多余的凸起或凹陷，所以数据光顺是一个非常重要的环节，其好坏直接影响到鞋楦曲面建模的精度和鞋楦加工品质。

线、曲面，会造成曲线、曲面不光顺的现象。造成曲线、曲面不光顺的原因，主要有三种：）型值点的1空间排列不合理，不光顺；）型值点的空间排列是2合理的和光顺的，但参数化方法选取不合理；）型3值点的空间排列是合理的和光顺的，但由于曲线、曲面的构造方法或采用的曲线、曲面的表达式不合理。对于大范围的“数据云”的噪声过滤，可采用程序判断滤波、以及预测误差递推辨N点平均滤波，

识与卡而曼滤波相结合的自适应滤波法等。此外，光顺处理方法还有能量法、最小二乘法以及小波技术，这三种光顺方法都是通过优化方法来调整曲线控制顶点，也就是对拟合以后的曲线进行光顺处理。对于鞋楦检测数据，我们要求在进行曲面建模之前，对数据进行光顺处理从而过滤掉不合理的噪声点。因此，必须直接从型值点分布的几何位置出发直接判断型值点列的光顺性并对其进行修改。

1光顺处理方法

鞋楦测量数据中不可避免的在真实数据中混有不合理的噪声点，直接拟合这些数据点来构造曲

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1998.则首先要判断矢量夹角α的大小，然后决定过渡方式和求算交点坐标。

参考文献：

［］廖效果.数控技术［M］湖北科学技术出版社，1.武汉：2000.

［］严爱珍.机床数控原理与系统［M］机械工业出版社，2.北京：（：MachineBuildinutomation，Jun2005，343）41~43g=A

［］赵长明.数控加工工艺及设备［M］高等教育出版社，3.北京：

2002.

［］刘跃南.机床计算机数控及其应用［M］机械工业出版4.北京：

社，1996.收稿日期：2004-11-12

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